JP4723808B2 - 不織ファブリックの高速スパンボンド生産 - Google Patents

Description

本発明は、スパンボンドウェブまたはファブリックを生産するための形成布と組み合わせた高速スパンボンド形成装置に関する。

現在、通常は熱可塑性樹脂から作製したフィラメントまたは繊維から形成するスパンボンドウェブまたはファブリックを生産するための装置が存在している。このような装置は、１９９８年９月２９日発行の特許文献１で開示され、その開示内容は参照することにより本明細書に組み込まれる。このような装置は、通常、幕状のストランドを生産する紡糸口金と、幕状のストランドを冷却して熱可塑性フィラメントを形成するために、それにプロセス・エアを吹き付けるプロセスエア・ブロワとを含む。次に、熱可塑性フィラメントは、通常、熱可塑性フィラメントを空気力学的に伸張するためにプロセス・エアによって空気力学的に同伴され、これは拡散器を通過した後、相互に絡まったフィラメントを収集し、その上にてウェブを形成するために、連続的に循環する篩状ベルトに付着させられる。

このタイプの装置、特に高速スパンボンドウェブ生産用装置は、現在、ドイツのＲｅｉｆｅｎｈａｕｓｅｒ ＧｍｂＨ Ｃｏ． Ｍａｃｈｉｎｅｎｆａｂｒｉｋ（Ｓｐｉｃｈｅｒ Ｓｔｒａｂｅ Ｄ−５３８３９ Ｔｒｏｉｓｄｏｒｔ）から入手でき、Ｒｅｉｃｏｆｉｌ（登録商標）という名前で販売されている。このような高速スパンボンドラインの最新世代は、Ｒｅｉｃｏｆｉｌ（登録商標）３タイプ・システムと呼ばれる。

このような機器の別の製造業者は、Ｎｏｒｄｓｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（２８６０１ Ｃｌｅｍｅｎｓ Ｒｏａｄ， Ｗｅｓｔｌａｋｅ， Ｏｈｉｏ ４４１４５）である。

このような機器に関しては、運転のますますの高速化に向けて努力がなされている。高速テクノロジの大半は、２デニール未満のフィラメントの基材ウェブを扱い、１デニール未満に関する最高速度の紡糸はマイクロ・デニール・ウェブと呼ばれる。高速紡糸は、高速で直径が小さい繊維を扱い、これは当然、高速のために衝突時に跳ね返りを呈し、ファブリックの開放広域に対してサイズが小さいので、篩状ベルトまたはファブリックを通って漏出してしまう。また、ファブリックは、前述した特許で開示されているような「密封」タイプの構成では、余分な量の空気を除去できる必要がある。したがって、このような状況では、通気性が高く、漏出が少なく、付着中に制御できない繊維の「飛びはね」を回避するのに十分な構造のファブリックであることが望ましい。また、新しい高速システムは、ファブリックの近傍に拡散器を配置するが、これはファブリックに対する繊維の高速垂直衝突の大きさおよび回数の両方を増大させる。

高速スパンボンド製造ラインで使用している現在のファブリックまたはベルトは、良好な押さえと余分な漏出との妥協の結果である。例えば、良好なウェブの押さえを提供するファブリックがあっても、それはファブリックまたはベルトへの繊維の浸透および漏出という犠牲を払っている。あるいは、付着したフィラメントを通る漏出を制限するファブリックがあても、これはウェブの押さえを犠牲にしている。

したがって、ウェブの高速スパンボンド生産では、より高速でのウェブ形成を改善しながら、ウェブの押さえが良好で、ファイバの漏出が制限されているファブリックを提供する必要がある。
米国特許第３，８１４，３４９号

したがって、高速スパンボンド装置と組み合わせて、ウェブの押さえおよび繊維漏出の制限の領域で改善された特性を有するファブリックを提供することが、本発明の主な目的である。

このような組合せで、高速運転における繊維の跳ね返りを減少させるファブリックを提供することが、本発明のさらなる目的である。

本発明のさらなる目的は、ウェブの均一性、さらにウェブ層間の繊維の混合／浸透を改善することである。

本発明のさらなる目的は、形成されたウェブ上で継目写りを回避するか、最小限に抑える高速スパンボンド生産を提供することである。

本発明は、前述した特許で開示されたタイプの機械、前述した製造業者が製造した機械、または目的に適した他のタイプのスパンボンド機械を使用して、ウェブの高速スパンボンド生産におけるこのような目的に対応する。伸張したフィラメントを収集して、ウェブを形成するために、循環する篩状ベルトを使用するのではなく、このような装置と組み合わせて、支持シュートウィーブデザインの４個杼口２層（４−ｓｈｅｄ ｄｏｕｂｌｅ ｌａｙｅｒ）を有するファブリックを使用する。このファブリックは普通、４Ｂウィーブおよび中心に覆経糸がある４Ｂウィーブと呼ばれる。概して、ファブリックは１１．３２から２２．６４立方メートル／分（４００から８００ｃｆｍ（Cubic Feet per Minute：立方フィート／分））の範囲の通気性を有し、織った継目またはピン継目があり、継目の通気性および厚さは、ファブリックの残りの部分とわずかしか異ならない。スパンボンドプロセスにこのようなファブリックを使用すると、高度のファイバの押さえおよびシートの均一性が提供され、これはファイバの跳ね返りおよび飛びはねを制限する粗い表面構造の結果である。空気がファブリックを通って流れる直線の通路がないので、ファイバの漏出も最小限しか発生しない。

また、ピン継目構成を使用することにより、ウェブ上の継目写りを回避するように、継目とファブリック本体との間に高度の均一性が提供される。

したがって、本発明によりその目的および利点が実現され、その説明は図面との組合せで考察される。

特に図面を見ると、図１および図２は、材料の不織ウェブを高速スパンボンド生産する装置の概略的な図を示す。この検討では、ウェブという用語は、高速スパンボンド装置で生産している不織ファブリックを指すよう使用される。これは、前述した特許で言及されているようなそれ自身上でウェブを形成する篩状ベルトまたは連続エンドレス・ベルトと区別される。本明細書で開示するようなファブリックは、前述したベルトと等しい。

この点で、図１および図２は、スパンボンド装置を表象するだけであり、本発明を限定するものとは見なされない。むしろ、本明細書で説明するようなファブリックとスパンボンド装置との組合せは、本発明が指向する組合せである。したがって、図１および図２で示す装置については検討せず、前記特許で述べられた検討内容を参照する。

図３には、ファブリック１１０の縦糸方向に平行に切り取った側断面図がある。このようなファブリック１１０は、前記特許の図１および図２で示したベルト１０の代わりに使用される。

想定されるファブリックは、高速スパンボンド製造ライン上で高い繊維支持、良好なシートの押さえ、および低い繊維の漏出を提供するよう特に設計された織物のメッシュ・ファブリックまたは「ワイヤ」である。図３で図示されているのは、支持シュートウィーブデザインの４個杼口２層ファブリックである。縦糸の直径は０．２０ｍｍから０．８０ｍｍの範囲である。横糸の直径は０．２０ｍｍから１．００ｍｍの範囲である。ファブリックのウィーブ・パターンは通常、図５で示すように４Ｂウィーブと呼ばれ、この断面図では縦糸に平行である。図６に示すウィーブ・パターンは、中心に覆経糸がある４Ｂウィーブと呼ばれ、これは図３に図示されたものに対応する。ファブリックは、ヤーン、繊維、糸、ストランドなどから織ったものでよく、本明細書で使用する「ヤーン」という用語は、このような要素全部を総称することを意味する。

ファブリックの通気性は４００から８００ｃｆｍ、好ましくは５００から６００ｃｆｍの範囲である。ヤーンまたは繊維を構成する材料は、通常はポリエステル系（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ［１，４ジメチロール］シクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴＡ）またはこの目的に適した他の材料）と伝導性ストランド、例えばＰＥＴ、ポリアミドまたは「ＰＡ」、ステンレス鋼または「ＳＳ」、インバール（Ｉｎｖａｒ）または静的散逸特性を有する他の繊維である。処理に追加的に存在する温度または化学物質に応じて、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン「ＰＥＥＫ」または他の市販ファイバを、この構造に使用することができる。

ファブリックには耐久性がなければならない。状況が変化するので、ファブリックの構成に使用する材料の選択は、明らかに環境を考慮に入れる。しかし、このタイプのウィーブ（ｗｅａｖｅ）を有するファブリックは、製紙という過酷な条件に、特に製紙機械の乾燥機区間に用途があることに留意されたい。

ファブリック１１０は、織った継目、好ましくは追加の利点を有するピン継目構成を有することができる。この点で、図４にはピン継目が図示され、写りが低い２ループ−２ピン（ｄｏｕｂｌｅ ｌｏｏｐ ｄｏｕｂｌｅ ｐｉｎ）継目は、ファブリック本体で測定した個々のパラメータから通気性の変動が２５ｃｆｍ以内で、継目の厚さの変動が３％以内であることを保証するよう、１５％〜６０％大きい直径のストランドを継目ループの前およびその中に挿入することによって構成することが好ましい。

前述したファブリック１１０は、高速スパンボンド装置で使用した場合は、高速紡糸中の表面における繊維の個々の跳ね返りまたは飛びはねを最小限に抑える粗い表面構成の結果、高度の繊維の押さえおよびウェブの均一性が提供される。この優れた押さえは、高速（３００ｍｐｍ以上、約１０００ｆｐｍ）で優勢なロールのラップを解消する。ウェブの均一性の改良点は、視覚的なファイバ表面分布の均一性、さらに多ビーム機械（つまり産業でＳＳＳ、ＳＭＳ、ＳＳＭＭＳと呼ばれる機械）の層間の繊維混合／浸透の両方を含む。

ファブリック１１０は、空気が（表面の面に直角で）直線的に流れないので、ファブリックを通る繊維の漏出も最少になり、これによって時間の経過による真空ボックス／スロットの蓄積を最少にし、より一貫したシートの形成および製造効率／歩留まりの向上が可能になる。時間の経過により真空ボックスが蓄積されると、真空圧が減少し、ウェブの形成、品質および歩留まりに影響を及ぼす。また、継目の配置構成により、ピン継目があるファブリックの継目とファブリック本体間に高度の均一性があるので、形成されたウェブ上に継目写りが少ない、またはない。継目写りは通常、このようなスパンボンド用途で使用する非常に粗い設計で問題になる。

したがって、前述したファブリックをスパンボンド装置と組み合わせて使用することにより、このような用途にこれまで使用されているファブリックで優れた運転が達成される。

本開示に鑑みて、当業者には本発明の変形が明白であるが、本発明をこのように変形しても、請求の範囲を逸脱しない。

米国特許第５，８１４，３４９号で開示され、記述されたようなスパンボンドウェブを生産する装置の図解である。 米国特許第５，８１４，３４９号で開示され、記述されたようなスパンボンドウェブを生産する装置の図解である。 スパンボンドウェブ生産の装置と組み合わせて使用され、縦糸に平行に見たファブリックの断面図である。 二重ループのピン継目を示す図３のファブリックの断面図である。 ４Ｂウィーブのウィーブ・パターンを示す。 中心に覆経糸がある４Ｂウィーブのウィーブ・パターンを示す。

符号の説明

１０ ベルト
２１、２５ 制御装置
１１０ ファブリック

Claims (14)

1. スパンボンドウェブを形成することを意図された伸張フィラメントを収集するためのファブリックを有する、スパンボンドウェブを製造するための装置であって、前記ファブリックを通る空気の流れが、前記ファブリックの表面にほぼ直角の方向で防止されるように０．２０ｍｍ〜０．８０ｍｍの範囲の直径を有する縦ヤーン及び横ヤーンで織られ、
   前記ファブリックは、中心に覆経糸を有する４Ｂパターンで織られるように、支持シュートウィーブデザインの４個杼口２層を有し、
   この織られたファブリックは、１１．３２から２２．６４立方メートル／分（４００ｃｆｍから８００ｃｆｍ（Cubic Feet per Minute：立方フィート／分））の範囲の通気性を有することを特徴とする前記スパンボンドウェブを製造するための装置。
2. 前記ファブリックが、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＣＴＡ、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、およびＰＥＥＫで構成されるグループから選択した１つまたは複数の材料を含むヤーンを含む、請求項１に記載のスパンボンドウェブを製造するための装置。
3. 前記ファブリックが１本または複数本の伝導性ヤーンを含む、請求項１に記載のスパンボンドウェブを製造するための装置。
4. 前記１本または複数本の伝導性ヤーンが、ＰＥＴ、ＰＡ、ＳＳおよびインバールで構成されたグループから選択した１つまたは複数の材料を含む、請求項３に記載のスパンボンドウェブを製造するための装置。
5. 前記ファブリックがピン継目を含む、請求項１に記載のスパンボンドウェブを製造するための装置。
6. 前記ピン継目が２ループ−２ピン継目である、請求項５に記載のスパンボンドウェブを製造するための装置。
7. 前記ファブリックが縦ヤーンおよび横ヤーンを含み、継目ループの前およびその中の横ヤーンが、１５％から６０％の範囲の量だけ他の横ヤーンより大きい、請求項６に記載のスパンボンドウェブを製造するための装置。
8. スパンボンドウェブを形成する方法であって、
   スパンボンドウェブを形成するための装置にて前記スパンボンドウェブ上に形成されたファブリックが伸張フィラメントを収集するステップを含み、
   前記ファブリックを通る空気の流れが、前記ファブリックの表面にほぼ直角の方向で防止されるように、前記ファブリックを織り、
   前記ファブリックは０．２０ｍｍ〜０．８０ｍｍの範囲の直径を有する縦ヤーン及び横ヤーンを有し、
   前記ファブリックは、中心に覆経糸を有する４Ｂパターンで織られるように、支持シュートウィーブデザインの４個杼口２層を有し、
   ４Ｂパターン内部のファブリックの表面上で各縦ヤーンは単一の横ヤーンと織られ、
   この織られたファブリックは、１１．３２から２２．６４立方メートル／分（４００ｃｆｍから８００ｃｆｍ（立方フィート／分））の範囲の通気性を有する
   ことを特徴とする前記方法。
9. 前記ファブリックが、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＣＴＡ、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、およびＰＥＥＫで構成されるグループから選択した１つまたは複数の材料を含むヤーンを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記ファブリックが１本または複数本の伝導性ヤーンを含む、請求項８に記載の方法。
11. 前記１本または複数本の伝導性ヤーンが、ＰＥＴ、ＰＡ、ＳＳおよびインバールで構成されたグループから選択した１つまたは複数の材料を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記ファブリックがピン継目を含む、請求項８に記載の方法。
13. 前記ピン継目が２ループ−２ピン継目である、請求項１２に記載の方法。
14. 前記ファブリックが縦ヤーンおよび横ヤーンを含み、継目ループの前およびその中の横ヤーンが、１５％から６０％の範囲の量だけ他の横ヤーンより大きい、請求項１３に記載の方法。

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